Capacità di ritenzione idrica del suolo

Cos'è la capacità di ritenzione idrica?

Un suolo è una spugna con pori di ogni dimensione. Dopo una pioggia forte si riempiono prima tutti, poi l'acqua defluisce di nuovo verso il basso dai pori grossi. Ciò che resta nei pori medi e fini è la riserva di cui le piante vivono nelle settimane successive. La capacità di ritenzione idrica descrive l'ampiezza di questa riserva: quanta acqua un suolo trattiene contro la gravità e quanta di essa le radici riescono a estrarre.

In un clima con l'estate secca è una delle proprietà più importanti di un luogo. Il bilancio idrico mostra quando pioggia ed evaporazione si compensano e quando il conto va in rosso. Il suolo è il conto che sta in mezzo. Più acqua porta con sé dalla stagione delle piogge, più a lungo le piante superano l'estate senza irrigazione.

Capacità di campo e punto di appassimento

Due limiti definiscono la riserva. La capacità di campo è la quantità d'acqua che un suolo ben drenato trattiene contro la gravità, cioè ciò che rimane quando, dopo una pioggia abbondante, lo sgrondo verso il basso è nettamente rallentato. Il punto di appassimento è il contenuto d'acqua al quale le piante appassiscono in modo permanente. Al di sotto c'è ancora acqua nel suolo, ma aderisce così saldamente alle particelle che le radici non riescono più a estrarla.

Ciò che sta tra i due limiti è quello che la FAO, nelle sue linee guida sull'evapotraspirazione delle colture, chiama acqua totale disponibile. Si esprime come altezza d'acqua, in millimetri per metro di suolo. Un millimetro è un litro su ogni metro quadrato.

La riserva in numeri

La FAO calcola l'acqua disponibile dalla differenza tra il contenuto d'acqua alla capacità di campo e al punto di appassimento, moltiplicata per la profondità delle radici. Nei suoi esempi di calcolo una sabbia franca trattiene alla capacità di campo circa il 15 per cento del suo volume in acqua e al punto di appassimento circa il 6 per cento. La differenza dà circa 90 millimetri di acqua disponibile per metro di suolo. Un limo trattiene circa il 32 e il 15 per cento e arriva così a circa 170 millimetri, un'argilla limosa, con circa il 35 e il 23 per cento, a circa 120.

Le piante non possono usare tutta questa riserva. Più il suolo si asciuga, più saldamente trattiene l'acqua rimasta, e molto prima del punto di appassimento le piante cominciano a chiudere gli stomi e a crescere meno. La FAO chiama la parte che una pianta può usare senza stress acqua facilmente disponibile. La sua quota si colloca all'incirca tra 0,3 e 0,7 a seconda della pianta e del tempo; per molte colture si usa 0,5. Dei 90 millimetri di una sabbia franca ne restano così circa 45 prima che la crescita ne risenta.

La seconda grandezza è la profondità delle radici. In un esempio della FAO la cipolla radica a 0,4 metri, il mais a 1,2 metri. Nello stesso suolo il mais attinge quindi a una riserva tripla. Per un albero che può radicare in profondità conta tutto lo spessore esplorabile dalle radici; per una plantula, solo il palmo che ha raggiunto finora.

Che cosa determina la riserva

Tessitura. Fissa l'ordine di grandezza. La sabbia ha pori grossi da cui l'acqua defluisce in fretta. L'argilla ha pori finissimi e trattiene molta acqua, ma una gran parte al di sotto del punto di appassimento. I suoli ricchi di limo trattengono la maggior quantità di acqua disponibile. Nell'analisi della banca dati dei suoli statunitense di Libohova e colleghi il contenuto di limo era la proprietà più strettamente legata all'acqua disponibile. La prova tattile determina la tessitura a mano.

Struttura. I grumi creano pori tra le particelle minerali, e una struttura del suolo soffice lascia scendere più in profondità acqua e radici. Nella stessa analisi l'acqua disponibile aumentava al diminuire della densità apparente, ma il legame era debole e molto variabile. Più chiaro è l'effetto della compattazione del suolo sulla profondità: uno strato denso ferma le radici, e ciò che sta sotto non fa più parte della riserva utilizzabile.

Pietre. I frammenti di roccia non trattengono quasi acqua. Il Natural Resources Conservation Service degli Stati Uniti assume che riducano l'acqua disponibile in proporzione al loro volume, a meno che la roccia stessa non sia porosa. Un suolo composto per un terzo da pietre trattiene, secondo il calcolo, solo due terzi di ciò che tratterrebbe la sua terra fine da sola.

Profondità. Un suolo sottile sopra la roccia ha una riserva piccola anche con la tessitura migliore. Tessitura, pietrosità e profondità esplorabile dalle radici decidono insieme quanti litri per metro quadrato sono disponibili alla fine.

Humus e acqua: che cosa mostrano gli studi

Poche frasi sul suolo si ripetono quanto questa: un punto percentuale di humus in più trattiene tanti litri d'acqua per ettaro. Una pagina della Cornell University indica 20.000 galloni statunitensi di acqua disponibile per acro per ogni punto in più di sostanza organica, cioè circa 187.000 litri per ettaro, o quasi 19 litri per metro quadrato. Nessuna profondità del suolo è indicata. I dati misurati disegnano un quadro molto più piccolo.

In una meta-analisi del 2018 Budiman Minasny e Alex McBratney hanno esaminato 60 studi pubblicati e grandi banche dati con oltre 50.000 misure. Un punto percentuale in più di carbonio organico, cioè 10 grammi per chilogrammo di suolo, aumentava l'acqua disponibile in media di 1,16 millimetri ogni 10 centimetri di suolo. Tre quarti degli studi stavano tra 0,7 e 2 millimetri. Sui primi 30 centimetri sono circa 3,5 litri per metro quadrato. L'effetto era massimo nei suoli sabbiosi, minore nei franchi e minimo in quelli argillosi. Gli autori ritengono discutibile l'affermazione che accumulare carbonio nel suolo possa ampliarne in modo rilevante la riserva d'acqua.

Alla stessa conclusione è arrivato un gruppo guidato da Zamir Libohova del Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti, che ha analizzato la banca dati del National Cooperative Soil Survey. Con contenuti di sostanza organica tra 0 e 8 per cento, l'intervallo della maggior parte dei terreni agricoli, l'acqua disponibile vi era legata solo debolmente. Secondo il calcolo, un punto in più di sostanza organica dava tra circa 1,5 e 1,7 punti percentuali in volume di acqua disponibile in più. Gli autori lo quantificano in circa 10.800 litri per acro in uno strato spesso 15 centimetri, cioè quasi 2,7 litri per metro quadrato. Anche qui l'effetto era più forte nei suoli sabbiosi che in quelli limosi.

I due studi misurano cose leggermente diverse, il carbonio organico l'uno, la sostanza organica l'altro, e non si possono confrontare numero per numero. La direzione è la stessa: l'humus amplia la riserva d'acqua, ma di pochi litri per metro quadrato, non di decine. Inoltre un punto percentuale di humus in più nello strato superficiale si forma in anni e decenni, e in un clima caldo piuttosto più lentamente.

Questo non toglie valore all'humus. Il suo effetto maggiore sull'acqua sta altrove. Stabilizza i grumi, tiene aperta la superficie e aiuta la pioggia a penetrare invece di scorrere via; Libohova e colleghi citano espressamente una migliore infiltrazione e meno erosione. Una riserva che non si riempie non serve a nulla. Nei suoli sabbiosi, dove la riserva è piccola, conta di più anche il contributo diretto dell'humus.

Leggere la riserva in campo

Tessitura. La prova tattile dice se un suolo è piuttosto sabbioso, limoso, franco o argilloso. Così l'ordine di grandezza della riserva è noto prima che arrivi un valore di laboratorio.

Profondità e ostacoli. La prova della vanga mostra fin dove arrivano le radici, dove uno strato compattato le devia e quante pietre ci sono nel suolo. Una trivella da suolo o una buca più profonda in alcuni punti la completano.

Umidità. Alcuni giorni dopo una pioggia abbondante, quando l'acqua in eccesso è defluita, il suolo è vicino alla capacità di campo. Il metodo al tatto e all'aspetto del Natural Resources Conservation Service giudica una manciata di terra da come appare e dal fatto che si lasci stringere in una palla. La terra che lascia un'impronta umida e mantiene la forma trattiene ancora molta acqua; quella che si sbriciola e scorre tra le dita ne ha ceduta la maggior parte. Ripetendo la prova alla stessa profondità per qualche settimana si vede quanto in fretta si svuota la riserva.

Che cosa protegge la riserva

L'ampiezza della riserva cambia solo lentamente. Quanto si riempie e quanto dura si può invece influenzare subito.

Riempire. L'acqua che scorre via in superficie non arriva mai nella riserva. Un suolo coperto con pori aperti lascia penetrare la pioggia; un suolo nudo e incrostato la manda giù per il pendio.

Coprire. Uno strato di pacciamatura ombreggia la superficie e rallenta l'evaporazione, così l'acqua resta alle radici. Il pacciame presente alla fine della stagione umida porta l'umidità del suolo più avanti nell'estate.

Non compattare. Il suolo bagnato è il più vulnerabile. Transitarci con mezzi o calpestarlo sempre sulla stessa linea schiaccia i pori e toglie profondità alle radici.

Tenere l'ombra. Per la potatura questo wiki segue una regola che discende dal bilancio idrico: si pota nella stagione delle piogge, dalle prime piogge autunnali abbondanti all'inizio della primavera; d'estate ogni ombra resta. Le potature del chop and drop diventano così pacciame prima che arrivi l'estate.

Come Terra Humana intende la capacità di ritenzione idrica

Per Terra Humana la capacità di ritenzione idrica è la grandezza che decide per quanto tempo un pendio attraversa l'estate con le proprie forze. Tessitura, pietre e profondità sono date, e le leggiamo con la prova tattile e la prova della vanga prima di piantare. Ciò che possiamo influenzare è quanta pioggia entra nel suolo e quanta ne resta fino all'estate: con la copertura, il pacciame, i pori aperti e l'ombra. Costruiamo humus perché rende il suolo vivo e permeabile. Come riserva d'acqua, ne promettiamo solo ciò che le misure mostrano.